Sistema de Potencia Electrica Industrial

7/31/2019 Sistema de Potencia Electrica Industrial

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SISTEMA DE POTENCIA ELECTRICA INDUSTRIAL

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIONPropsitos del Mdulo __________________________________________________ 2

SECCION 1 - GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA,

TRANSMISION Y USOSIntroduccin __________________________________________________________ 3

Sistemas de Energa ____________________________________________________ 4

Estacin Transmisora __________________________________________________ 4

Transmisin de Energa Elctrica ________________________________________ 7

Estacin Receptora ____________________________________________________ 9

Repaso 1 ____________________________________________________________13

SECCION 2 - TIPOS DE CARGAIntroduccin __________________________________________________________ 15

Circuitos Elctricos ____________________________________________________16

Energa Real y Aparente ________________________________________________ 21

Tringulo de Potencia __________________________________________________ 24

Factor de Potencia y Correccin del Factor de Potencia________________________ 25Repaso 2 ____________________________________________________________28

SECCION 3 - CONTROL DE SISTEMAS, PROTECCION Y EFICIENCIAIntroduccin __________________________________________________________ 31

Sistemas de Control de Potencia Industrial __________________________________ 32

Proteccin de Sistemas de Potencia________________________________________ 35

Repaso 3 ____________________________________________________________41

RESUMEN __________________________________________________________ 42

GLOSARIO __________________________________________________________ 45

RESPUESTAS ________________________________________________________ 47


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ATENCIONEl personal de operaciones usa tecnologa para alcanzar metasespecficas. Un objetivo clave del programa de entrenamiento espromover la comprensin de la tecnologa que el personal operativo, usaen su trabajo diario. Este programa de entrenamiento refuerza la relaciontrabajo-habilidades mediante el suministro de informacin adecuada detal manera que los empleados de oleoductos la puedan aplicar inmediatamente.

La informacin contenida en los mdulos es terica. El fundamento de lainformacin bsica facilita el entendimiento de la tecnologa y susaplicaciones en el contexto de un sistema de oleoducto. Todos losesfuerzos se han encaminado para que reflejen los principios cientficospuros en el programa de entrenamiento. Sin embargo en algunos casosla teora rie con la realidad de la operacin diaria. La utilidad para

los operadores de oleoductos es nuestra prioridad mas importantedurante el desarrollo de los temas en el Programa de Entrenamiento

para el Funcionamiento de Oleoductos.

SISTEMA DE POTENCIA ELECTRICAINDUSTRIALEquipos para Oleoductos

1995 IPL Technology & Consulting Services Inc.Reproduccin Prohibida (Nov. 6 1995)

IPL TECHNOLOGY & CONSULTING SERVICES INC.

7th Floor IPL Tower

10201 Jasper Avenue

Edmonton, Alberta

Canada T5J 3N7

Telephone +1-403-420-8489

Fax +1-403-420-8411

Reference: 2.17 SP elect pow sys December, 1997


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HABILIDADES DE ESTUDIO

Para que el aprendizaje de los mdulos sea ms efectivo, se sugieretener en cuenta las siguientes recomendaciones.

1. Trate de que cada periodo de estudio sea corto pero productivo(de 10 a 45 minutos). Si usted ha establecido que estudiardurante los cinco das de la semana un total de dos horas por da,separe los tiempos de estudio con periodos de descanso de dos a

cinco minutos entre cada sesion. Recuerde que generalmente unasemana de auto estudio reemplaza 10 de horas de asistencia aclases. Por ejemplo si usted tiene un periodo de tres semanas deautoestudio, deber contabilizar treinta horas de estudio si quieremantener el ritmo de la mayora de los programas de aprendizaje.

2. Cuando usted est estudiando establezca conexiones entrecaptulos y tareas. Entre ms relaciones logre hacer le ser msfcil recordar la informacin.

3. Hay cuestionarios de autoevaluacin al final de cada seccin delmdulo. Habitualmente el responder a stos cuestionariosincrementar su habilidad para recordar la informacin.

4. Cuando est leyendo una seccin o un mdulo, primero de unvistazo rpido a toda el material antes de comenzar la lecturadetallada. Lea la introduccin, conclusiones y preguntas al final decada seccin. A continuacin como una tarea separada estudie losencabezados, grficos, figuras y ttulos. Despues de esta excelentetcnica de revision previa, usted estar familiarizado con la formacomo est organizado el contenido. Despus de la lectura rpidacontinue con la lectura detallada. Su lectura detallada, refuerza loque ya usted ha estudiado y adems le clarifica el tema. Mientrasusted este realizando sta lectura detngase al final de cadasub-seccin y pregntese Que es lo que he acabado de leer?

5. Otra tcnica de estudio til es escribir sus propias preguntasbasadas en sus notas de estudio y/o en los titulos y subtitulos delos mdulos.


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6. Cuando est tomando notas en el saln de clases considere lasiguiente tcnica. Si usa un cuaderno de de argollas escriba soloen las pgina de la derecha. Reserve las pgina de la izquierdapara sus propias observaciones, ideas o reas en las que necesiteaclaraciones. Importante: escriba las preguntas que su instructorhace, es posible que usted las encuentre en el cuestionario final.

7. Revise. Revise. Revise, El revisar el material aumentarenormemente su capacidad de recordar.

8. El uso de tarjetas para notas, le ayudar a identificar rpidamentereas en las cuales usted necesita repasar antes de un exmen.Comience por ordenar a conciencia las tarjetas despus de cadasesin de lectura. Cuando aparezca una nueva palabra, escrbalaen una cara de la tarjeta y en el reverso escriba la definicin. Estoes aplicable para todos los mdulos. Por ejemplo, simbolosqumicos/que representan; estacin terminal/defincin; una sigla(acronismo)/que significa. Una vez haya compilado sus tarjetas yse este preaparando para una prueba, ordnelas con el lado quecontiene las palabras hacia arriba; pase una tras otra para verificarsi usted sabe que hay en el reverso. Se ha preguntado usted porqu gastar tiempo innecesario en significados o conceptos?

Porque las tarjetas que no pudo identificar, le indican las reas enlas cuales necesita reforzar su estudio.

9. Adicionalmente estos mdulos tienen identificados mtodos deenseanza especfica para ayudar a la comprensin del tema y surevisin. Los trminos (palabras, definiciones), que aparecen ennegrilla estn en el glosario. Para relacionar la informacin de lostrminos y su significado, los nmeros de las pginas aparecen enlas definiciones del glosario con el objeto de identificar dondeapareci el trmino por primera vez en el txto. Las definicionesque en el glosario no tienen ningn nmero de pgina es impor-

tante de igual manera entenderlas, pero estn completamenteexplicadas en otro mdulo.


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1

La electricidad es una forma verstil de energa que puede sergenerada en cantidades masivas en lugares remotos, transmitida agrandes distancias y distribuda a consumidores. Lo ms importantees que la electricidad puede ser convertida a formas tiles deenerga, tales como luz, calor y esfuerzo mecnico. Equiposelctricos con los cuales estamos familiarizados, como losbombillos, los calentadores los motores de induccin son ejemplosde equipos de alta eficiencia. Estos equipos son relativamentesimples, resistentes y fciles de mantener.

La disposicin de equipos requeridos para generar, transmitir yconvertir energa elctrica se llama sistema de energa.

En la prctica rara vez el trmino potencia es utilizado. Es mscomn escuchar el trmino energa elctrica. En realidad el conceptode energa elctrica se utiliza mejor cuando se busca conocer msdetalladamente el trmino electricidad en la industria. Esto se debe aque la energa elctrica puede ser expresada en trminos de suscomponentes, voltaje y corriente elctrica.

Los efectos de voltaje y corriente elctrica en los equipos y en elpersonal son bin conocidos. Estos parmetros pueden ser medidoscon voltmetros y ampermetros respectivamente. Las relacionesentre ellos pueden ser aprendidas mediante el estudio del circuito

elctrico.El estudio del circuito elctrico incluye: reconocimiento de laCorriente Alterna (CA) y los voltajes de Corriente Directa (CD) ycmo la corriente generada por stos voltajes es afectada. Larepresentacin de las corrientes AC y CD con un vector de rotaciny la definicin del ngulo de fase conducirn al desarrollo delconcepto de factor de energa.

Con relacin a los efectos del voltaje y corriente elctrica, no existemucho control sobre el Voltaje. El Voltaje basicamente es constantey su magnitud la establecen las empresas de servicio elctrico. Por

otra parte, los efectos de la corriente elctrica pueden ser controladospara evitar niveles detrimentales. La corriente por si misma, secontrola mediante los equipos de campo, tales como transformadoresy rels de proteccin.

INTRODUCCIN


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2

La corriente elctrica produce calor y fuerzas mecnicaselectromagnticas en los conductores y en los equipos. La corriente en

exceso puede daar quemar un equipo. Cada sistema elctrico est

equipado con un sistema de proteccin con el propsito de evitar daos y

tiempo costosos de paradas. El sistema de proteccin principalmente

monitorear la magnitud de la corriente elctrica y accionar

automaticamente el equipo parte del sistema mediante la interrupcin

de la corriente excesiva.

Para que el oleoducto pueda operar, es necesario establecer un flujo de

energa elctrica entre las empresas de servicio elctrico y el ente

encargado del oleoducto. Existen muchas razones para que esta energa

pueda ser cuantificada y medida, la ms importante es la de garantizar laoperacin eficiente y segura del sistema.

Los sistemas elctricos industriales de energa explican temas relevantes

relacionados con estos sistemas, los operadores del oleoducto deben tener

una comprensin bsica para tomar decisiones durante las

operaciones y para comunicarse con el personal de campo en trminos

comunes.

Este mdulo consiste de tres secciones sobre electricidad bsica. La

Seccin No.1 describe las fuentes de energa elctrica, su transmisin y

usos. La Seccin No. 2 describe la corriente elctrica en trminos de

circuitos comunes y clculos de cargas. La seccin No. 3 incluye los

principios de proteccin de sistemas, eficiencia y los conceptos de controlque se pueden efectuar durante la operacin de un oleoducto. La

intencin de sta informacin es la de formar al operador con un mejor

entendimiento sobre electricidad bsica.

Este mdulo provee informacin sobre los siguientes objetivos:

describe la generacin, transmisin y utilizacin de la energa.

industrial en trminos de la operacin del oleoducto.

explica los diferentes tipos de cargas a los cuales se le aplicapotencia.

demuestra las diferencias entre la energa real y la energa aparente utilizando el tringulo de potencia.

explica la aplicacin del factor de correcin de energa.

indica como se suministra la proteccin y control de un sistemaindustrial de energa.

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

PIPELINE OPERATIONS TRAINING PROGRAM

PROPSITOS DELMDULO

PRE-REQUISITOS


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Energizar un motor para arrancar una bomba en la lnea principal,requiere la existencia de un sistema de equipos, mecanismos yestructuras para generar y enviar la energa elctrica desde un lugarremoto hasta la estacin de la bomba. Este sistema, incluyendo elmotor que acciona la bomba se llama Sistema de Energa. Estaseccin describe la trayectoria del sistema de energa del oleoductodesde la fuente generadora de electricidad hasta las bombas quecontrola el operador.

Despus de sta seccin, usted ser capaz de comprender lossiguientes objetivos:

distinguir las diferentes formas de generacin de corriente

elctrica. indicar los pasos en el proceso de transmisin de fuerza elctrica

desde su generacin hasta el usuario final. reconocer las distintas formas de uso de energa durante las opera-

ciones del oleoducto.

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SECCIN 1

OBJETIVOS

GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA,TRANSMISIN Y USOS


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Un sistema de potencia en su forma ms simple tiene dos extremos.La estacin transmisora correponde a la generacin de potencia. Laestacin receptora corresponde a los clientes. Ambos extremos delsistema de potencia se conectan mediante un arreglo de conductoreslivianos llamados lneas de transmisin de potencia. Lasinstalaciones en la estacin generadora y las lneas de transmisinpertenecen y son operadas por las empresas generadoras o por lascompaas de servicios elctricos. Las instalaciones en la estacinreceptora pertenecen y son operadas por los clientes usuarios. Ennuestro caso, la compaa responsable por el oleoducto construye,opera y mantiene los sistemas de potencia en la estacin receptora:con la intencin de entender mejor las instalaciones y componentes,

le seguiremos la trayectoria a la energa suministrada al oleoductodesde la estacin transmisora a travs de la lnea de transmisinhasta la estacin receptora.

Figura 1Planta Trmica de GeneracinEl agua fra se calienta mediante la aplicacin de calor generadopor la combustin de carbn o de gas natural (o desde un reactornuclear). El vapor de alta presin que proviene del calentador sealimenta a la turbina.La turbina convierte la energa del vapor aenerga mecnica en la forma de un eje giratorio. El eje gira el rotorde un generador el cual se encuentra dentro del estator. Ungenerador es simplemente un motor utilizado en reverso, cuando girael eje, se produce la electricidad.

Los usuarios de electricidad industrial por lo general no producen supropia energa elctrica. La deben comprar de una compaasuministradora de energa o de una empresa de servicio elctrico.Las empresas de energa generan potencia en las estacionesgeneradoras, cuyas ubicaciones usualmente no se necuentranadyacentes a los ususarios. La energa debe ser transportada alusuario.


SISTEMAS DEPOTENCIA

ESTACIN TRANS-MISORA


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Los dos tipos bsicos de plantas de generacin de energa elctrica enmayor uso actualmente son las centrales trmicas y las centraleshidroelctricas. Las plantas de energa trmica, ver figura 1, generanelectricidad mediante el calentamiento de agua y la utilizacin devapor para accionar una turbina conectada a un generador.Elgenerador convierte la energa mecnica (en forma de un eje

giratorio) a energa elctrica. Las fuentes de calor utilizadas paracalentar el agua pueden incluir carbn, gas natural, o reactores defisin nuclear

Figura 2Planta de Generacin HidroelctricaEl agua en una represa, detrs un dique fluye a travs de una tuberade carga hacia una turbina. La turbina hidroelctrica (a diferencia de

una turbina de vapor) es muy similar a una bomba centrfuga utilizadaen reverso.El agua fluye hacia una voluta angosta, sigue hacia lascuchillas de las turbinas y sale a travs del ojillo. La turbina hace girarun generador y se produce la electricidad.

Las plantas de potencia hidroelctricas aprovechan la energaproducida por las aguas en movimiento. El agua llega a la turbinadesde una represa detrs de un dique a travs de una tubera de carga.Esta turbina generalmente es diferente a la turbina a vapor utilizadaen una planta de energa trmica. La turbina gira un generador paraproducir electricidad.

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RepresaDique

Tubera deCarga

Generador

Turbina Subestacin de Energa

Lneas de TransmissinCentral Generadora

GENERADOR DEENERGA


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La energa debe ser adaptada desde los generadores para podertransmitirla hasta largas distancias. Un transformador de potenciacambia los voltajes de mayor a menor y viceversa. Por ejemplo de13800 voltios lo lleva a 138.000 voltios. El transformador depotencia se instala en la sala de fuerza cerca de los generadores. Eltransformador de potencia se asemeja a un gran contenedor con untanque en la parte superior.

Figura 3Transformador de potencia enla estacin transmisora

Los aisladores (bushings) seubican en la parte superiordonde se realizan las respectivasconexiones. Una o dos cajas decontrol y un banco de venti-ladores de enfriamiento se fijan alos lados. Dentro del transfor-mador, sumergidos en aceite, seubican dos arrolados y un ncleode acero laminado.

Los interruptores cuando se abren y se cierran energizan ydesenergizan un sistema o parte de un sistema.

Figura 4Iinterruptor en la estacin transmisora.El tipo ms comn de interruptores de aceite se asemejan a grandestambores con la parte superior en forma de cpula. Los bushings(aisladores) colocados en la parte superior proveen las conexiones yfijados a los lados se encuentran una o dos cajas de control ymecanismos de operacin. Dentro del interruptor, sumergidos enaceite, existen tres conjuntos de contacto con sus mecanismos.


Transmis

in

Recepci

n

TRANSFORMADOR DEPOTENCIA

INTERRUPTORES

AUTOMTICOS


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El interruptor puede tener capacidad nominal para o mayor a 138.000voltios. En sta aplicacin se consideran equipos de alta tensin. Elinterruptor podra operar mediante comandos emitidos por unoperador en una parada programada, por ejemplo. Los interruptorestambin podran operarse desde un equipo de proteccin paradespejar una falla una condicin anormal en el sistema.

Existe una gran variedad de interruptores de alta tensin:interruptores de alta tensin como interruptores en aceite,interruptores operados por aire y seccionadores entre otros. Losmismos pueden tener apariencia diferentes pero operanextremadamente rpido.

Existen muchos factores que determinan la ubicacin de una plantageneradora. Sin embargo, la localizacin del ususario final usual-mente no es un factor determinante. Para las empresas de servicioelctrico es ms econmico transportar electricidad que transportarcombustibles.

Las plantas de generacin mediante la combustin de carbn estncon frecuencia ubicadas en las cercanas de las minas de carbn.Donde esto no es posible, las mismas se ubican cerca de las lneas deferrocarriles o vas acuticas para facilitar el fcil transporte delcarbn hasta las plantas. Las plantas hidroelctricas se encuentranubicadas en un dique de un ro. Las plantas de energa mediante lacombustin de gas natural y las plantas de energa nuclear tienen msflexibilidad para sus localizaciones, por lo tanto las empresas deservicio elctrico la construirn lo ms cerca posible a los usuarios.

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TRANSMISIN DEENERGAELCTRICA


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Las lneas de alta tensin transportan electricidad desde las plantasgeneradoras hasta las proximidades del usuario. Estas lneas puedenrecorrer cientos de millas a travs de caminos traviesos.Normalmente estn construdas de cables de aluminio y soportadaspor altas torres de acero. Los cables se fijan a las torres a travs deaisladores cermicos para asegurar que la electricidad de los cablesno fluya hacia el suelo a travs de las torres.

Figura 5Transmisin de Energa ElctricaIndependientemente de la utilizacin de la planta de generacin deenerga, la electricidad debe ser transmitida por cables a sus usuarios.La electricidad transmitida a travs de cables se comporta similar alflujo de petrleo en un oleoducto en el cual e xisten las prdidas porfriccin (resistencia).Para reducir estas prdidas, la electricidad setransporta a alta tensin (138.0000 voltios o 138 Kv). La Seccin 3 deeste mdulo describe el voltaje.

La subestacin de transmisin se ubica en el extremo de la lnea detransmisin. Los transformadores reductores en una subestacindisminuyen el voltaje a 46.000 voltios para su transmisin adistancias cortas.

Figura 6Subestacin de TransmisinLa subestacin de transmisin es el punto de transferencia depotencia desde la central generadora hasta las industriasconsumidoras.

Lneas de Transmisinde Alta Tensin

46000V

Energa hacia UsariosResidenciales y Comerciales

Subestacin dedistribucin

SubestacinIndustrial

138000V

Transformadores

Estacin Generadora

Envo

Transmis

in

SUBESTACIN DETRANSMISIN

Sending

Transmis

sion

Recievin

g

LNEAS DETRANSMISIN DE

ENERGA


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Cuando la electricidad se transmite a las proximidades de losusuarios, se reduce el voltaje a niveles ms manejables mediante la

utilizacin detransformadores reductores. La electricidad queproviene de la subestacin de transmisin an permanece en suestado de alta tensin (por ejemplo 46.000 voltios) y debe serdisminuda antes de ser distribuda a los usuarios. La electricidad setransmite desde una subestacin de transmisin hasta lassubestaciones industriales las cuales la distribuyen a usuarios talescomo estaciones de bombeo de oleoductos y a subestaciones dedistribucin, las cuales a su vez la distribuyen a hogares y comercios.

Las subestaciones industriales y de distribucin disminuyen de nuevo

el voltaje a 8320 voltios. Los transformadores ubicados cerca delusuario final disminuyen el voltaje al nivel requerido. Por ejemplo:4160 voltios para ser utilizados en un oleoducto o 120/240 voltiospara los usuarios residenciales.

Los transformadores reductores ubicados en las proximidades delusuario disminuyen el voltaje hasta el nivel requerido. Lassubestaciones industriales y de distribucin tienen transformadoresreductores para disminuir de nuevo el voltaje (por ejemplo a 8300voltios). Un oleoducto requiere 4160 voltios para los motores de lasbombas, mientras que la mayora de los usuarios industrialessolamente necesitan 120/240 voltios.

En los casos de los usuarios residenciales los transformadores confrecuencia se ubican en la parte superior de un poste cerca de loshogares. Uno de estos transformadores puede servir las necesidadesde varias residencias. Las instalaciones de los oleoductos y otrosusuarios industriales requieren mayor potencia, por lo tanto necesitantransformadores ms grandes.

El interruptor en aceite en una estacin es similar al interruptordescrito en la estacin generadora. La nica diferencia entre estosinterruptores es su potencia nominal. El interruptor de la estacin

interrumpe el flujo de energa hacia una de las bombas en lnea de laestacin, y su potencia nominal es solamente para 5000 voltios. Elinterruptor de la estacin es un interruptor operado por aire o uninterruptor al vaco, los cuales abren el circuito y despejan una falla ocondicin anormal mediante el comando desde un equipo deproteccin

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ESTACINRECEPTORA

TRANSFORMADORESDE POTENCIA EN LAESTACIN RECEPTORA

PROTECCIN DECIRCUITOS EN LAESTACIN RECEPTORA


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Figura 7Transformador ReductorEste transformador disminuye elvoltaje desde 138 Kv 72 Kvhasta 4160 voltios. Una grancantidad de corriente pasa atravs de este transformador enuna estacin de bombeo.Lostransformadores convierten todala electricidad en alta tensin aelectricidad en baja tensin. Lasineficiencias ocurren por calorque se produce. El intercambi-ador de calor y los ventiladoresen el lado del tranformador lesevitan sobre calentamiento.

El seccionador es una versin diferente del interruptor. Elseccionador acciona tan rpido como el interruptor (130milisegundos). Es similar a un arreglo de aisladores de porcelana,verticales y horizontales instalados en una estructura de acero conmecanismos de operacin fijados al mismo y con una caja de controlinstalada en la parte inferior de la estructura. Tres de stos arreglosforman un seccionador.

Los conductores de alimentacin de una estacin son cables que se

extienden desde la subestacin hasta las salas de equipos dedistribucin de las estaciones. Estos conductores son de gran pesodebido a que estn diseados para transportar altas corrienteselctricas sin producir sobrecalentamiento. Su peso se incrementaan ms debido al material aislante que los cubre para prevenircortos circuitos y evitar choques elctricos al personal.

Figura 8Estacin de equipos de distribucin, en una instalacin de bombeoencontramos: interruptores, capacitadores para corregir el factor depotencia, accionadores variables de frecuencia y otros equipos deproteccin y control de la estacin. Los equipos de proteccin ycontrol se describen en la Seccin 3 de este mdulo.


Sending

Transmis

sion

Recievin

g

ALIMENTADORES DEUNA ESTACIN


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En una estacin de bombeo, los interruptores y otros equipos demaniobras se encuentran en la sala de equipos de distribucin. Estosequipos son utilizados para controlar el flujo de electricidad a losmotores de la bomba. Adicionalmente los equipos de proteccintambin se ubican en la misma sala. Los equipos de proteccinaseguran que ningn aparato elctrico sea sobrecargado. Losconductores se instalan en forma subterrnea o en bandejasportacables desde la sala de los equipos de distribucin hasta losmotores.

El motor puede funcionar mediante los interruptores operados poraire, utilizados en instalaciones ms antiguas, o mediante contactores

al vaco, utilizados en instalaciones ms modernas. La finalidad destos equipos es abrir o cerrar el circuito y para o arrancar un motor.La operacin es la misma si la comanda el operador o si el comandoproviene desde un equipo de proteccin o control.

El contactor al vaco y el interruptor operado por aire son instaladosen una caja metlica conjuntamente con los equipos de proteccin ycontrol. Estas cajas metlicas se llaman cajas de equipos dedistribucin. Comnmente, las mismas se encuentran ordenadas enuna alineacin con los equipos de distribucin dentro de la sala. Porejemplo, en una estacin de bombeo con cinco bombas existirncinco bombas con interruptores de aire o contactores al vaco.

Figura 9Motor de la bomba, normalmente llamado el motorEl motor convierte la energa elctrica a energa mecnica.Sualimentacin en las conexiones elctricas es energa elctrica. Suenerga de salida en el eje rotatorio es energa mecnica.El ejerotatorio se conecta mecnicamente a la bomba de petrleo atravs de un acoplamiento.Esta bomba a su vez bombea el petrleoal oleoducto.

11

Sending

Transmis

sion

Recievin

g

SALA DE EQUIPOS DEDISTRIBUCIN DE UNAESTACIN


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Los conductores que alimentan el motor son lazos elctricos entrelos equipos de maniobras del motor principal y el mismo motor.Estos son similares a los conductores que alimentan la estacin, loscuales tambin son conductores pesados. Los mismos no son tanpesados debido a que solamente transportan la corriente elctricapara un solo motor. Los conductores que alimentan a la estacinestn diseados para transportar la corriente elctrica consumida portodos los motores. Estos conductores son instalados en bandejasportacables en tubos de acero galvanizados sobre el suelo enductos subterrneos.

El voltaje y la corriente son dos factores que siempre estarnpresentes en un sistema de potencia. Aunque el voltaje puede serpeligroso para la poblacin los niveles suministrados por lasempresas de servicio elctrico permanecen bastante seguros. Lacorriente vara con la carga y genera calor en los conductores y enlos equipos. Si la corriente consumida excede el mximo diseadopara el sistema o va ms alla de las especificaciones del equipopueden ocurrir daos, tiempos de parada o lesiones. Los detallessobre potencia elctrica son presentados en la introduccin delmdulo sobre elctricidad de este programa de capacitacin. Laproteccin elctrica se lleva a cabo en la estacin receptora del

sistema. Los rels son utilizados para monitorear los circuitos.Cuando la carga excede los valores seguros pre-establecidos, losrels accionan un interruptor o abren un contactor.

El factor de potencia es una caracterstica de la carga. El factor depotencia de un motor (por ejemplo 0.87 se estampa sobre la placadel motor). Cuando este valor se encuentra por debajo de un valorpre-establecido ( por ejemplo 0.93, entonces la energa suministradapor la empresa de servicio elctrico es insuficiente). Los capacitorespara corregir potencia pueden elevar el factor de potencia, lo mscerca posible a 1, mediante la eliminacin de algunas de lascaractersticas de la carga.

Estos capacitores para corregir la potencia se instalan en sobre eltecho de la sala de equipos de distribucin. Los mismos se parecen aun cubo relativamente pequeo en forma de tambor con dos otresaisladores (bushings) para conexiones en la parte superior.


CAPACITORES PARACORREGIR EL FACTOR

DE POTENCIA

PROTECCIN DESISTEMAS DE

POTENCIA

MOTOR DE LA BOMBA


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1. La generacin de potencia elctrica que involucra laconversin de un eje giratorio a una forma de electricidadms utilizada que es la _________.

a) energa potencialb) energa mecnicac) energa elctricad) energa vector

2. Una planta de generacin trmica puede utilizarcualquiera de los siguientes como fuente de energa, con laexcepcin de _________.

a) carbn

b) reactor nuclearc) agua de una represad) gas natural

3. Con la finalidad de reducir las prdidas en energa durantela transmisin de electricidad,suficiente __________ debe sersuministrado para superar _________.

a) voltaje; resistenciab) carga; friccinc) potencia; conductanciad) corriente; friccin

4 Las instalaciones del oleoducto requieren _________ para la

mayora de los motores, mientras que la mayora de lasresidencias necesitan potencia en la tensin de _________.

a) 138.000 voltios; 4160 voltiosb) 4160 voltios; 240/120 voltiosc) 8320 voltios; 240/120 voltiosd) 8329 voltios; 4160 voltios

5 Cuando la electricidad llega a la estacin receptora de unsistema de potencia, se disminuye en____________, paraniveles ms manejables utilizando transformadores_________.

a) corriente, elevadores

b) corriente, reductoresc) voltaje, elevadoresd voltaje, reductores

Las respuestas estn al final del mdulo.

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REPASO 1


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Los circuitos elctricos son sistemas diseados para convertir energaelctrica a formas tiles. La energa elctrica no se puede medirdirectamente de una manera prctica. La misma tiene que sermanejada indirectamente. Esto se realiza mediante el clculo y lamedicin de los parmetros bsicos de energa elctrica, el voltaje yla corriente.

Estas mediciones de voltaje y corriente se utilizan para comparar losniveles de potencia real, reactiva y aparente que son requeridos y queestn siendo utilizados. La relacin entre la potencia real reactiva yaparente se establece en el tringulo de potencia. Las mismas secombinan en la aplicacin del factor de correcin de potencia.

El voltaje y la corriente siempre estn presentes en un circuitoelctrico. Mientras uno cambia el otro tamben vara. Esto significaque uno est en funcin del otro.

La carga es otro elemento muy importante en el circuito elctrico. Lacorriente es una funcin de la carga y del voltaje.

Los diagramas de circuitos elctricos son representaciones desituaciones de la vida real. El operador ser capaz de operar dentrode las capacidades y limitaciones de los circuitos mediante el estudio,el entendimiento y el anlisis de ellos.

Despus de concluir esta seccin, usted ser capaz de comprender losobjetivos siguientes:

reconocer la funcin de un resistor elctrico, de un inductor y deun capacitor.

identificar la potencia real reactiva y aparente.

identificar las partes de un trngulo de potencia. reconocer la definicin de factor de potencia.

SECCIN 2TIPOS DE CARGA

OBJETIVOS


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En el mdulo anterior sobre FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDADINDUSTRIAL, usted aprendi que un circuito elctrico bsico se formade tres elementos:

La fuente de energa,

La carga y

Los conductores que interconectan la fuente con la carga.

Usted tambin asimil que un circuito elctrico se mide por tresparmetros:

El voltaje de un circuito (V), medido en voltios La resistencia (R), medida en Ohms y

La corriente (I), medida en amperios.La relacin entre estos tres parmetros se expresa en la Ley de Ohm.La corriente en un circuito elctrico es directamente proporcional alvoltaje e inversamente proporcional a la resistencia. La frmulamatemtica de la Ley de Ohm es:

Corriente (I) = Voltaje(V)Resistencia (R)

Por lo tanto, si conocemos dos de los valores en la frmula el otro

valor faltante puede ser calculado. Para calcular el voltaje se utilizala siguiente formula:

Voltaje (V) = Corriente (I) X Resistencia (R)

Para calcular la resistencia se utiliza la siguiente frmula:

Resistencia (R) = Voltaje (V)Corriente (I)


CIRCUITOELCTRICO


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Unresistor es un equipo que impide el flujo de electrones. Todo tieneresistencia. Los conductores tales como cobre y aluminio tienenextremadamente baja resistencia. Los resitores impiden el flujo deelectrones de la misma manera en la corriente alterna o en lacorriente directa. Los resistores convierten energa elctrica a energatrmica en la forma de calor. La Resistencia se mide en Ohms.

Figura 10Capacitor en un circuito(CD)Si un capacitor se coloca en uncircuito CD,como se indica en

a), y el interruptor se cierra a t=1,como se indica en b). Lacorriente se incrementarinstantaneamente y disminuirexponencialmente. Si la fuentede tensin se revierte y elinterruptor se cierra de nuevo, lacorriente fluir de la mismamanera, pero en la direccincontraria.( El resistor seencuentra en el circuito paraprevenir que la corriente seeleve tan alta que ocasionaradaos en los equipos).

Uncapacitor simplemente consiste de dos placas conductoras que

estan separadas por un aislador, tal como aire, aceite, papel

cermica. Estas placas son capaces de almacenar carga. Si se leaplica corriente directa a un capacitor, las placas se carganrapidamente y la corriente se detiene porque no puede fluir a travsdel aislador. Mientras el voltaje entre las placas del capacitor espositivo, cargas positivas se formarn en unas de las placas, mientrascargas negativas se formarn en la otra placa. Solamente determinadacarga puede ser almacenada en un capacitor; por lo tanto, si lapolaridad permanece constante, la corriente cesar.

17


RESISTORES,CAPACITORES EINDUCTORES

+

R

c

I

0t=1 t=5

InterruptorCerrado

InterruptorAbierto

5

5V

1A

(a)

(b)


22/52

18


Figura 11Capacitor en un circuito (CA)Si un capacitor se coloca en uncircuito (CA), y se aplica un voltajeen onda senoidal, entonces lacorriente responder como seindica.Observe que la intensidadmxima de corriente ocurre a uncuarto de ciclo antes del voltajemximo.Se dice que en uncapacitor, la corriente se adelantaal voltaje por un cuarto de ciclo

(90%).

Sin embargo, en una corriente(CA), la polaridad se revertir, laplaca con la carga positiva formaruna carga negativa y la placa conla carga negativa formar unacarga positiva. El proceso continahasta que el voltaje revierte lapolaridad. A mayor frecuencia del voltaje aplicado a un capacitor,

menor ser la resistencia. Diferente a los resistores que conviertenenerga elctrica a calor, los capacitores la almacenan en forma decarga. Los capacitores no disipan la energa elctrica en forma decalor como un resistor; la almacena y la libera posteriormente. Lacapacitancia, C, se mide en Faradios (F).

Un inductor en el trmino mas simple es una bobina de alambre.

Cuando la corriente fluye a travs de un alambre, se genera uncampo magntico. Cuando se embobina el alambre, el campomagntico se concentra mejor. Con frecuencia se inserta un ncleo dehierro en la bobina con la intencin de concentrar ms el campomagntico. El inductor almacena energa en el campo magntico.Esta energa acta como la inercia de una masa, en la que se resisteel cambio al movimiento.

R

C

V

0

I

0

t=1InterruptorCerrado

Fuente dePotencia CA

90


23/52

19


Figura 12Inductor en un circuito (CD)Si se coloca un inductor en un circuito(CD) la corriente alcanzar el nivel deter-minado por la resistencia en el circuito(en conformidad con la Ley de Ohm, si noexiste Resistencia la corriente ser infinita).El interruptor se cierra a t=1, y la corrientese eleva exponencialmente a 1 Amperio (como se determina con una tensin de 5voltios y una Resistencia de 5 Ohms). Elinterruptor se cierra a t=5, y la corrientebaja exponencialmente hasta cero.Lacorriente cambiara instantaneamente sino existiera ningn inductor en el circuito.

Una masa requiere de una fuerzaaplicada para iniciar el movimiento, cambiar la direccin delmovimiento o parar el mismo. Similarmente, la corriente que fluyeen un inductor requiere de una fuerza externa para aumentar odisminuir su rapidez o cambiar su direccin.

Cuando se aplica un voltaje a un inductor, la corriente no alcanzainmediatamente el nivel especificado por la Ley de Ohm y laresistencia de la bobina. La corriente debe acelerar hasta ese nivel. Sise aplica un voltaje (CD) al inductor, la corriente se desarrollar

hasta el nivel determinado por la resistencia y el voltaje, de acuerdoa la Ley de Ohm. El inductor no tendr ms efectos sobre el circuitohasta que se interrumpe el voltaje, en este momento la corriente nose interrumpir instantaneamente, pero desacelerar.

Si se aplica un voltaje (AC) al circuito, la corriente tiende a cambiardireccin continuamente, el inductor resistir el cambio de corriente.A mayor frecuencia del voltaje aplicado a un inductor, mayorresistencia habr para la corriente. La energa que entra a un inductorsaldr del mismo en un punto diferente en el ciclo. La inductancia,L, se mide en henrys, (H). Si un inductor se coloca en un circuito(CA), el interruptor se cierra a t = 1, la intensidad mxima de la

corriente ocurrir un cuarto de ciclo des pus del voltaje mximo. Sedice que la corriente en un capacitor se retrasa un cuarto de ciclo (90grados) con respecto al voltaje.

R

L+5V

I

0t=1 t=5

InterruptorCerrado

InterruptorAbierto

1A


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Lareactancia es la oposicin al cambio en el flujo de la corrientealterna en un circuito o en un elemento del mismo. Los inductores ycapacitores resisten el cambio en el flujo de la corriente alterna.Ambos son cargas reactivas. La reactancia, X, se mide en Ohms,similar a la resistencia. La resistencia no depende de la frecuencia dela corriente: sin embargo, la reactancia de un inductor o capacitorvariar con la frecuencia.

Los inductores tienen mayor reactancia a mayor frecuencia, mientrasque los capacitores tienen menor reactancia a menor frecuencia. Enuna carga no reactiva, por ejemplo un resistor, la corriente y elvoltaje se relacionan mediante la Ley de Ohm. La corriente alcanza

su mximo cuando el voltaje alcanza su mximo. La corriente escero cuando el voltaje es cero.

Esta relacin entre corriente y voltaje no se cumple para cargasreactivas. El voltaje (CA) aplicado a un circuito se encuentra en laforma de onda senoidal. La corriente tambien se encuentra en laforma de onda senoidal. Si la carga no es reactiva, si no que essolamente resistiva, entonces las ondas senoidales de la corriente y elvoltaje se encuentran en fase. Esto significa que alcanzan sus valoresmximos al mismo tiempo y tambin ambos equivalen a cero almismo tiempo.

Las cargas resistivas, capacitivas e inductivas pueden existir juntasen el mismo circuito pero el ngulo entre ellas no ser de 90 grados.El ngulo de fase depender de las cargas en el circuito. Un circuitocon cargas resistivas, capacitivas e inductivas tendr un ngulo defase entre 0 y 90 grados si la carga total es inductiva o capacitiva.Las empresas que manejan oleoductos utilizan muchos motores elc-tricos y tienen cargas totales inductivas. Con cargas reactivas este noes el caso; los valores mximos y ceros ocurren a tiempos diferentes.Si la carga solamente es inductiva, entonces la intensidad de lacorriente mxima ocurre a un cuarto de ciclo posterior al voltajemximo. La corriente se retrasa 90 grados con respecto al voltaje. Sila carga solamente es capacitiva, entonces la intensidad de la

corriente mxima ocurre a un cuarto de ciclo antes que el voltajemximo. La corriente se adelanta al voltaje en 90 grados. El ngulode 90 grados en este caso se llama ngulo de fase. El ngulo de fasees la cantidad que el voltaje y la corriente estn fuera de fase. Unciclo completo es 360 grados; por lo tanto, 90 grados es un cuarto deciclo.


REACTIVIDAD


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Cuando la corriente y el voltaje no estn en fase entre s, no toda lacorriente en el circuito es capaz de producir potencia real.Potenciareales aquella potencia cuya energa de salida del sistema est en la

forma de calor o trabajo. El calor generado por un calentadorelctrico es un ejemplo de potencia real, tambin llamada potenciaactiva. El rendimiento de trabajo de un motor elctrico para accionaruna bomba en el sistema del oleoducto es otro ejemplo de potenciareal.

La Ley de Ohm tambin se utiliza para calcular la potencia elctricaen un circuito. En este caso, la potencia elctrica (P) es igual al

voltaje multiplicado por la corriente:

P = VI

La potencia se mide en voltios-amperios, en circuitos donde la cargasolamente es resistiva. Los voltios-amperios se expresan en vatios.Por ejemplo, consideremos un artefacto domstico como unatostadora para demostrar como funciona esto. La potencia de uso dela tostadora se indica en la placa de la misma como 70 vatios a 110voltios. Usando la frmula P = V x I , se puede calcular el consumode la corriente

770 = 110 Ior I = 770

110

I = 7.0 amperios

El consumo de corriente de la tostadora es de 7.0 amperios. Ahora,esta informacin puede ser utilizada para obtener la resistencia de latostadora cuando se combina en la frmula:

V = IR

110 v =7.0 A x R

R = 110 v7.0A

=15.7

R = 110/7

R = 15.7

La resistencia o carga es 15.7 Ohms para la tostadora.

POTENCIA EN EL

CIRCUITO

POTENCIA REAL YPOTENCIAAPARENTE

oI =

R =


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De la misma manera, la carga actual y los requerimientos para lasbombas en el oleoducto pueden ser calculados. El valor de lacorriente, la resistencia y la potencia son sustancialmente mayores aaquellos de los artefactos domsticos ordinarios.

El oleoducto no est accionado por bombas simples que operan encircuitos separados. Existen numerosos motores, cada unoimpulsando bombas diferentes. Con la finalidad de comprender laoperacin de stas unidades multiples en el mismo circuito,continuaremos con el ejemplo domstico.

Supongamos que dos tostadoras estn conectadas en el mismocircuito. Ambas cargas estn conectadas al mismo voltaje de 110voltios. Las tostadoras estn en paralelo entre si. Se dice que lascargas estn conectadas en paralelo.

La potencia total (P) de la carga combinada se obtiene sumando. Laprimera tostadora (P1) tiene una carga de 770 vatios. La placa de lasegunda tostadora indica un valor de 880 vatios (P2):

P = (P1) + (P2) VatiosP = 770 + 880P = 1650 Vatios

Esta frmula puede ser utilizada ahora para calcular la cantidad decorriente consumida por la carga combinada:

P = V x I

1650 = 110 x I

I = 1650110

I = 15 amperios

Quince amperios es la capacidad mxima para el consumo de

corriente en un circuito domstico normal. Si se le agrega otroartefacto en paralelo al mismo circuito, causara una sobrecarga ydisparara un interruptor. Este es el mismo efecto que debe serevitado cuando se opera el oleoducto.

CIRCUITOS CONCARGAS EN

PARALELO

I =


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Nota: un circuito solamente puede ser cargado al 80% de sucapacidad nominal: 12 amperios mximo.

Se puede observar que a mayor carga aadida al circuito mayor es lacorriente total. De la misma manera, si se retiran algunas cargas,reducimos el consumo total de la corriente en la carga combinada. Laincorporacin de unidades rapidamente puede alcanzar el lmite de lapotencia disponible o deseada para operaciones ptimas. Cada vezque se instala una unidad para lograr la tasa de flujo deseada, unacantidad de potencia igual a la carga combinada se agrega alconsumo de la corriente.

Para una corriente (CA) en una carga solamente resistiva, la potenciareal se calcula mediante la multiplicacin de la raz cuadradapromedio (rms) del voltaje por el rms de la corriente. El valor rmsdel voltaje o de la corriente es la raz cuadrada del cuadradopromedio de los valores instantneos del voltaje y de la corrienterespectivamente.

Esto no es verdad en una carga reactiva, debido a que no todas lascorrientes pueden producir potencia real.La corriente que noproduce potencia real producepotencia reactiva. La potenciareactiva se desplaza entre la fuente de potencia y la carga, y nuncasale del sistema.En un circuito (CA) con una carga reactiva, la

potencia aparente se calcula mediante la multiplicacin del rms delvoltaje por el rms de la corriente. La potencia aparente es la

combinacin de potencia real y potencia reactiva. La mayora de losvoltmetros y los ampermetros miden el voltaje y la corriente rms;por lo tanto estas cantidades se determinan muy fcilmente.

Ejemplo: si la corriente rms medida en un circuito es 340 amperios,y el voltaje en paralelo con el circuito (Vrms) es 4160 voltios, cual esla potencia aparente?

Solucin:

La potencia aparente se calcula con la ecuacin siguiente:

Dado:Vrms = 4160VIrms = 340A

Papp = Vrms x IrmsPapp = 4160 x 340 = 1,414,400 vatios


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Una unidad ms comn para medir la potencia es el megavatio(MW), el cual es equivalente a un 1000000 (milln) de vatios. Por lotanto en el ejemplo del circuito anterior la potencia aparente es de1,41 MW. Si el circuito es totalmente resistivo, este valor tambin essu potencia real. Si el circuito es totalmente reactivo, entonces lapotencia real y aparente no son iguales.

La potencia aparente no es la suma de la potencia reactiva y lapotencia real, debido a que estas cantidades son vectores.Losvectores tienen magnitud y direccin. Por ejemplo si usted caminacuatro millas hacia el Este y tres millas hacia el Norte, usted noestar a siete millas desde donde comenz, sino a cinco millas.

Las tres cantidades de potencia: potencia real, potencia reactiva ypotencia aparente pueden ser graficadas juntas.Eltringulo depotencia es la representacin grfica de stas potencias. La relacin

entre potencia real y potencia aparente se llama factor de potencia.

El ngulo existente entre el vector de la potencia real y el vector de

la potencia aparente se llama ngulo defactor de potencia. El factorde potencia es el coseno del ngulo de ste factor. El factor depotencia siempre estar entre cero para una carga pura inductiva o

capacitiva, la cual no es potencia real, y 1 para una carga puraresistiva la cual no es potencia reactiva.

Figura 13Los vectores tienen magnitud y direccin

Inicio

5milla

s

4 millasEste

3 millasNorte

N

TRINGULO DEPOTENCIA


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Figura 14

Tringulo de potenciaEn el tringulo de potencia indicado, la potencia real es 400W, lapotencia aparente es 500 VA y la potencia reactiva es 300 VAR.Elfactor de potencia es 0.8 y el ngulo del factor de potencia es 36.9grados.

La potencia real se mide en vatios, la potencia aparente se mide envoltios-amperios y la potencia reactiva se mide en voltios-amperiosreactivos. Para calcular la potencia real, se multiplica la potenciaaparente, (la cual es el voltaje rms multiplicado por la corriente rms)por el factor de potencia.

Si el factor de potencia es igual a 1,0 entonces la corriente est enfase con el voltaje y toda la corriente es capaz de producir potenciareal. Por lo tanto, es importante que el factor de potencia estesiempre cerca de 1,0 mientras sea posible. Si el factor de potencia esmenor a 1, entonces parte de la corriente no est produciendopotencia real. Sin embargo, esta corriente todava debe fluir a travsde las lneas de transmisin de la empresa de servicio elctrico.Debido a que las lneas de transmisin tienen cierta resistencia,prdida en forma de calor es generada por la corriente la cual noproduce potencia real para el usuario. La potencia que es medida yfacturada por la empresa de servicio elctrico solamente es lapotencia real. Para las empresas de servicio elctrico, las corrientesque no producen potencia real no son deseadas en sus lneas. Poresta razn, cobrarn al usuario una penalizacin si su factor depotencia es menor a 0,9.

Poten

ciaApare

nte=

500V

A

Potencia Real = 0.54 (400 W)

ngulo de Factor de Potencia = 36.9

Factor de Potencia = 741 x0.54 Hp

500 VA

Factor de Potencia =400 W

500 VA

= 0.8

Potencia Reactive =300 VAR

FACTOR DEPOTENCIA YCORRECCINDEL FACTOR DEPOTENCIA


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Figura 15Capacitores para corregir el factor de potencia indicado en eltringulo de Potencia.Los tringulos de potencia para cargas resistivas / inductivas (RL) yresistivas/capacitivas (RC) estn indicados en la figura anterior. Laparte resistiva de cada uno es la misma. Si el inductor y el capacitor seconectan juntos con la misma carga resistiva, la reactancia inductivay la capacitiva tienden a cancelarse entre si. En este caso, la carga RLtiene un factor de potencia de 0,8 y la carga RC tiene un factor depotencia de 0.89, la carga combinada RLC tiene un factor depotencia de 0,97.

El lmite actual puede variar y se especifica en los contratos; por lo

tanto el mejor inters para la compaa que opera el oleoducto es lade asegurar que el factor de potencia sea mantenido alto, si existesuficiente carga inductiva el factor de potencia ser demasiado bajo.Loscapacitores correctores del factor de potencia son utilizados

para reducir el factor de potencia mediante la eliminacin de una

porcin de la carga inductiva.

La corriente a travs de estos capacitores se encuentran fuera de fasecon respecto al voltaje, pero en direccin contraria a la corriente queproviene de la carga inductiva. De esta manera, la corriente que noproduce trabajo real vendr de los capacitores en vez de desde laempresa que suple el servicio elctrico y la potencia no se perder

durante su transmisin.

Inductancia+

Capacitancia

412VA

200 VARP.F. = 0.89

447.2VA

P.F. = 0.80

P.F. = 0.97

400 W

100 VAR

300 VAR

400 W

400 W

500V

A

Resistivo/Inductivo (RL)RL

RCResistivo/Capacitivo (RC)

RLCCarga Combinada (RLC)


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Figura 16Capacitor corrector del factor de potenciaCuando se incorporan capacitores correctores de factor de potenciaal circuito en paralelo con la carga, la corriente desde la empresa deservicio elctrico est en fase con respecto al voltaje.La porcin dela corriente que se encuentra fuera de fase oscila entre la carga y loscapacitores y no fluye a travs de las lneas de transmisin de laempresa de servicio elctrico.

Figura 17Capacitores.La figura muestra un bancode capacitores correctoresde factor de potencia,en sucaja de proteccin.Cadauna de las cajas tiene trescapacitores debido a que lapotencia trifsica requierede conjuntos de tres capaci-tores para su correctacorreccin.

Potencia desde la Capacitancia Carga

I en fase con V

I fuera de fase con respecto a V

I Total

Inductancia

Resistencia+


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1. Cual de los siguientes no pertenece a los tres tipos decarga?

a) Resistenciab) Reactanciac) Inductanciad) Capacitancia

2. Un resistor es un equipo que _________.

a) aumenta el flujo de electronesb) impide el flujo de electronesc) convierte energa trmica a energa elctricad) almacena energa elctrica en un campo magntico

3. Un capacitor es un equipo que _________.

a) impide el flujo de electronesb) convierte energa elctrica a calorc) almacena energa elctrica y luego la liberad) aumenta el flujo de electrones

4. Un inductor es un equipo que _________.

a) almacena energa en un campo magnticob) impide el flujo de electronesc) convierte energa elctrica a calord) aumenta el flujo de electrones

5. La potencia reactiva se desplaza entre la fuente deenerga y la carga, y _________del sistema

a) nunca saleb) raramente salec) siempre saled) la energa aparente

6. La potencia real es la potencia cuya energa de salida delsistema se encuentra en la forma de ___________, talescomo trabajo calor.

a) energa perdida

b) energa tilc) energa reactivad) energa aparente


REPASO 2


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7. La potencia aparente es la combinacin de _________.a) potencia reactiva y potencia realb) potencia activa y potencia realc) potencia reactiva y potencia vectord) el ngulo de fase del tringulo de potencia

8. El factor de potencia es _________.

a) el ngulo entre el vector de potencia real y el vector depotencia aparente

b) la relacin entre potencia real y potencia aparentec) medida en voltios-amperios reactivosd) medido en vatios

9. Si el factor de potencia es igual a 1, la corriente est enfase con el voltaje. __________ corriente es capaz deproducir potencia real

a) todab) ningunac) algunad) el coseno

10. Es importante que el factor de potencia sea mantenidoalto, mayor a 0,9 porque _________.

a) la energa que se mide y se factura solamente es potencia

reactivab) una penalizacin se cobra a los usuarios si el factor depotencia es menor a 0,9

c) no existe resistencia en las lneas de transmisind) ninguna de las anteriores

Las respuestas estn al final del mdulo.

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Las operaciones de un sistema de oleoductos requieren grandes

cantidades de electricidad con la intencin de transportar petrleo a los

clientes y a los mercados. Por ejemplo, consideremos un sistema de

oleoductos que tenga tres lneas en paralelo, cada una de 1000 millas de

longitud, con estaciones de bombeo a cada 40 millas. Cada lnea tiene

tres bombas en cada estacin para un total de 9 bombas por estacin. Las

tres bombas en cada estacin en la lnea de mayor capacidad tienen

motores para una carga de 5000 hp, las bombas en la lnea de mediana

capacidad tienen motores para una carga de 2500 hp y las bombas en la

lnea de menor capacidad tienen motores para una carga de 1000 hp, para

un total de 25500 hp por estacin. Existen 25 estaciones en la lnea; por

lo tanto la potencia total disponible es de 637500 hp. La cantidad de

electricidad requerida para poner en marcha todas estas bombas es de 4,4

billones de hp-h/ao si los motores operan a una eficiencia de 95%.

Los usuarios industriales de energa elctrica, tales como las empresas

que operan el oleoducto requieren cantidades inmensas de energa. Esta

energa tiene el potencial de daar severamente los equipos que la

distribuyen y utilizan la misma. Estos equipos deben ser protegidos de

eventos anormales, como cortos circuitos y fallas mecnicas. La

distribucin de energa debe ser controlada cuidadosamente con la

finalidad de asegurar que la cantidad correcta de potencia sea entregada

en el lugar correcto y en el momento correcto. La energa debe ser

distribuda eficientemente debido a que pequeos porcentajes de

incrementos de prdidas resultarn en una gran cantidad de incrementos

en gastos.

Despus de esta seccin usted ser capaz de comprender lossiguientes objetivos:

identificar la importancia de un sistema de control de potenciaindustrial.

reconocer el propsito de un sistema de proteccin de potenciaindustrial.

reconocer el impacto de eventos anormales en el sistema depotencia elctrica del oleoducto.

reconocer la importancia de la eficiencia de un sistema depotencia en las operaciones de un oleoducto.

SECCIN 3SISTEMA DE CONTROL, PROTECCIN Y

EFICIENCIA

OBJETIVOS


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El sistema de control de potencia elctrica se disea para asegurarque una cantidad adecuada de potencia llegue a cada uno de losusuarios finales en el voltaje correcto y la frecuencia correcta. Laempresa de servicio elctrico maneja la mayora de los sistemas decontrol. Los sistemas de controles incluyen equipos, tales como,reguladores de voltaje y frecuencia. Es importante que el voltaje quellega a los usuarios se mantenga a nivel constante y que la frecuenciatambin sea constante (60 Hz en America del Norte). El voltaje esimportante porque equipos de los motores en el oleoducto, conjuntosde televisin y computadoras en los hogares se disean para queoperen con un cierto voltaje. Si el voltaje es demasiado bajo, losequipos no podran funcionar correctamente. Si es demasiado alto,

los equipos se pueden daar debido al exceso de corriente. Losmotores de las bombas que operen cerca a sus mximascapacidades nominales probablemente fallarn si el voltaje disminuyepor debajo de sus valores normales.

La frecuencia elctrica tambin es importante. Si el motor de unabomba del oleoducto se energiza a una frecuencia demasiado baja, labomba no producir la carga ni la tasa de flujo estimada. Esresponsabilidad de la empresa de servicio elctrico asegurar quetodos sus clientes reciban potencia suficiente para satisfacer susnecesidades, en el voltaje correcto y la frecuencia correcta. Esresponsabilidad de los clientes controlar el uso de la energacomprada a la empresa de servicio elctrico.

Las bombas son controladas por los operadores del oleoducto en elcentro de control. Los comandos de los operadores son ejecutadospor los seccionadores e interruptores en las estaciones de bombaspara arrancarlas pararlas segn sea el caso.

Cuando se incorpora una bomba adicional, existen momentos que lamisma produce demasiada carga y flujo. Una solucin a esteproblema es la de utilizar una vlvula de control de presin (PCV)

con el propsito de estrangular el flujo. Estrangular es desperdiciarenerga. Es como si usted fuese manejando su vehculo y de repentese ahoga, reduciendo la velocidad mediante la aplicacin de losfrenos. Los accionadores de frecuencia variable tambin pueden serutilizados para aumentar el nivel de control que un operador tienesobre el uso de la electricidad.Los VFDSpermiten que lafrecuencia de la electricidad que alimenta al motor sea reducida, la

frecuencia disminuye velocidad al motor y reduce la carga y el flujo

a travs del motor. Los accionadores de frecuencia variable

disminuyen la potencia utilizada por el motor.

ACCIONADORES DEFRECUENCIA

VARIABLE (VFDS)

SISTEMA DECONTROL DE

POTENCIA INDUS-TRIAL


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Un VFD no es un tipo especial de motor. Es un equipo que controlael flujo de electricidad hacia el motor. El mismo se ubica en la salade equipos de distribucin, junto con los otros equipos de protecciny control. El VFD est formado por componentes electrnicos, talescomo, rectificadores de potencia.

Una descripcin completa de los componentes y operacin de losaccionadores variables de frecuencia se provee en el mdulo -ACCIONADORES DE FRECUENCIA VARIABLE - ELCTRICO.

El voltaje en el sistema de potencia es relativamente constante,

oscila alrededor de 60 hertz con un valor rms estable en cualquierpunto. El orden del voltaje es desde:

138 KV en las lneas de transmisin. 4160 V para los motores del oleoducto.

120 V en los tomacorrientes de las salas de las estaciones.

La empresa que suministra el servicio elctrico tiene reguladores devoltaje en distintas ubicaciones a travs de todos sus sistemas paragarantizar que el voltaje se mantenga constante. La corriente espeligrosa para el personal y los equipos.

La corriente vara con la carga. Si la tasa de calor generada en el

alambre es mayor que el calor disipado en el aire, la temperatura delalambre aumentar continuamente. Cuando el alambre se sobre-calienta, el aislamiento puede quemarse. Los equipos y el personalestn a riesgo. Este problema de sobrecalentamiento le ocurre a losequipos, tales como, interruptores, contactores de motores, lneas detransmisin, cables alimentadores de estacin, alimentadores demotores, en realidad cualquier parte utilizada para completar elcircuito.

CONDUCTORES YSOBRE-CALENTAMIENTO


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Los conductores tienen capacidad nominal para transportar unacantidad de corriente que asegure una tasa de disipacin de calormayor que la tasa de calor generada en el conductor.

La capacidad nominal estndard para que un alambre transportecorriente con un aislamiento de 90 grados Celsius, se indica en lasiguiente tabla:

No. de Alambre Seccin Transversal Capacidad

(Amperios)

# 12 AWG 20

# 10 AWG 30

# 8 AWG 45

# 6 AWG 65

Generalmente, los conductores de mayor espesor pueden transportarcorrientes de mayor intensidad sin sobrecalentarse.

Los conductores y los equipos se coordinan con la intencin de satis-facer el consumo de la corriente de acuerdo a la carga. Un motorelctrico para uso domstico podra tener una capacidad nominal de32 amperios. El conductor a utilizar sera el No. 8, debido a que elNo. 10 sera demasiado pequeo y se sobrecalentara.

Un motor de la bomba del oleoducto de 1500 hp a 4160 voltiosconsumira alrededor de 250 amperios. Se puede calcular el tamaode los conductores, interruptores y contactores para manejar lacorriente.


CAPACIDADNOMINAL DE

CONDUCTORES


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El sistema de potencia elctrica se disea principalmente paramanejar las corrientes de las cargas bajo condiciones normales. Sinembargo, condiciones anormales tambin ocurren. El sistema depotencia elctrico debe estar protegido contra ocurrencias tales comola parada de una bomba. Cuando sto ocurre, el eje contina girando.El motor tiende a mantenerlo rotando a una rpidez constante. Pararealizar esto, el motor consumir ms y ms corriente. Esta corrientegenerar una calor en los arrollados mayor a la que el motor es capazde disipar. Si el motor no se para, probablemente ser daado por lacalor. Un corto circuito podra resultar causando un gran incrementoen la corriente de los conductores que alimentan al motor. El daono se limitar solamente al motor, sino que continuar a travs del

sistema.

Un corto circuito falla en cualquier parte del sistema de potenciaelctrica es otra condicin anormal seria de la cual se debe protegeral sistema. Un corto circuito podra tener efectos desastrosos,ocasionando fuegos o explosiones con los voltajes que existen en elsistema de suministro de potencia industrial. El sistema deproteccin detectar esta ocurrencias y parar los equipos afectados.Por ejemplo, si una bomba se detiene y su motor consumedemasiada energa, un rel accionar el interruptor y el motor sedetendr. De la misma manera, si un corto circuito ocurre en elsistema, un rel detectar el gran incremento en corriente ydesenergizar el rea afectada antes que cualquier calentamientoserio dao pueda ocurrir. Los interruptores actan rapidamente ypueden despejar una falla en 130 milisegundos.

El sistema de proteccin previene el sobrecalentamiento de equiposen el sistema de potencia industrial. Este sistema es mantenidoprincipalmente por la empresa de servicio elctrico, pero una partede l, es mantenido por los usuarios finales. Los sistemas deproteccin monitorean las corrientes elctricas en el sistema. Cuandolas corrientes por sobrecarga corrientes por fallas exceden losvalores seguros pre-establecidos, los sistemas de proteccin accionanlos interruptores u otros equipos de maniobras. La seccin en peligrodel sistema se asla.

PROTECCIN DESISTEMA DE

POTENCIA

CONDICIONESNORMALES YANORMALES


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Estos son los principales equipos de proteccin en el sistemaelctrico. Los interruptores interrumpirn el circuito, mediante la

detencin del flujo de electricidad, si la corriente excede su limite

seguro.

Existe un interruptor para cada uno de los motores, uno para toda laestacin y otros se encuentran ubicados en distintos sitios en elsistema de la empresa de servicio elctrico.

Si ocurre una falla en un motor, es obvio que no es deseadointerrumpir completamente el sistema de potencia en la estacingeneradora. Lo mejor sera aislar solamente el rea inmediata de lafalla.

Figura 18Interruptor en aceiteEste es un interruptor de grantamao encontrado en

estaciones y subestaciones deenerga.El mismo puededespejar una falla en aproxi-madamente 130 milisegundos sila corriente excede un lmitepre-establecido.

Losrels son equipos que monitorean interruptores y accionan

aparatos protectores cuando los parmetros de operacin exceden

un valor pre-establecido. Los rels modernos estn inteligentementediseados de forma tal que pueden monitorear varios parmetros a la

vez, tales como: sobrecorriente, temperatura desbalance de tensin.Tambin accionan un interruptor cuando cualquiera de estosparmetros excede un valor pre-ajustado. Los rels generalmente seinstalan en la misma caja de los equipos de maniobras que elloscontrolan.

INTERRUPTORES

RELS


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Figura 19Rel protector de motor.Un rel protector de motor ser encontrado en la misma caja de losequipos de distribucin como el interruptor del motor o contactor alvaco. El tiempo de disparo del interruptor es importante.

Figura 20Seccionador.Este seccionador se utiliza para interrumpirel flujo de electricidad en una lnea depotencia de 72000 voltios.

Los interruptores estn equipados con retardos de tiempo parapermitir el disparo. En caso de una falla de un motor, el interruptorms cercano a la falla debe dispararse inmediatamente. El interruptorde la estacin tendr un pequeo retardo antes que el mismo sedispare, con el propsito de permitirle tiempo para despejar la falla al

interruptor del motor. Solamente si el interruptor del motor no puededespejar la falla a tiempo, entonces el interruptor de la estacin sedisparar, parando toda la estacin. Los interruptores en el sistema dela empresa de servicio elctrico tendrn retardos mayores; por lotanto ellos se dispararn solamente si fuese necesario.

Transmis

in

Recepci

n

NIVELES DEPROTECCIN


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Un arreglo de rels y transformadores para instrumentos se instala enel sistema de protencia para potegerlo de las consecuencias decondiciones anormales. Para aislar los equipos la seccin delsistema de potencia durante una falla o en condiciones de riesgo, ladisposicin de proteccin operar automaticamente. El operadorpuede ocasionar que los rels operen y se disparen si se sobrecargauna bomba.

El rel de proteccin es el elemento bsico en la disposicin deproteccin. El mismo realiza tres funciones bsicas: Mide y monitorea los niveles de corriente

Compara las mediciones con valores de referencia pre-

establecidos (ajustes del rel) Opera una pieza del equipo del sistema de potencia (interruptor,

arrancador del motor, etc) para despejar la condicin.

Los rels de proteccin se denominan de acuerdo a la condicin queellos protegen. Por ejemplo, un rel de bajo voltaje protege contra lacondicin de bajo voltaje. Un rel de baja frecuencia protege contrala condicin de baja frecuencia. El rel de sobrecorriente protegecontra las condiciones de corrientes anormales (mayores a lascorrientes nominales).

El transformador para instrumentos es un equipo electromagntico

que ajusta corriente y voltaje a magnitudes adecuadas para los relso instrumentos de mediciones.

Los transformadores para instrumentos que ajustan corrientes sellaman transformadores de corriente (TC en forma corta). Aquellosque ajustan voltaje se llaman transformadores de potencial (TP enforma corta).


DISPOSICIN DEPROTECCIN


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Una disposicin de proteccin incluira uno o varios rels colocadosen puntos estratgicos a lo largo del sistema de potencia. En unaestacin de bombas existira un rel de sobrecorriente por cada unode los motores y un rel de sobrecorriente para toda la estacin.

Cuando ocurre una situacin de corrientes anormales, el rel mscercano a la condicin operar primero, por lo tanto una seccinpequea del sistema se interrumpe, por ejemplo el motor de unabomba que opere con gran sobrecarga (exceso de corriente). El relprotector del motor y el rel de la estacin detectarn estasobrecorriente. El rel aguas arriba operar ms lento con la finalidadde permitirle al rel aguas abajo que opere primero. Esto evitar la

parada de toda la estacin cuando se requiera solamente una unidad.En caso de no operar el rel del motor, el; rel de la estacindisparar sus equipos de maniobras asociados cuando el ajuste detiempo ha sido alcanzado. Este mtodo de colocar primero los relsaguas abajo se aplica a travs de todo el sistema indiferentemente delnmero de los rels de sobrecorriente en la disposicin.

Un sistema de oleoducto utiliza inmensas cantidades de energaelctrica cada ao. Pequeos ahorros en la eficiencia elctrica puedenahorrar cientos de miles, o millones de dlares por ao. Existenmuchas formas para usar la energa eficientemente. El diseo delsistema, los tipos de componentes, y la manera como se utiliza elsistema pueden afectar la eficiencia del mismo. El primer mtodopara incrementar la eficiencia es utilizado por la empresa de servicioelctrico en lneas de transmisin de alta tensin. Considere una lneaparticular con una resistencia total de 100 Ohms que debe transmitirun megavatio de potencia a 4160 voltios. En ese voltaje, 5.8 megavatios de energa se disipan en forma de calor en la lnea de potencia,debido a que la corriente es tan elevada. Si se utilizan lostransformadores elevadores y reductores, para que el voltaje en lalnea sea realmente 138000 voltios, entonces la corriente se reduce losuficiente y las prdidas de energa en la lnea son solamente 5227

vatios. A un costo promedio de $0.04 por Kilovatio-hora, los ahorrosanuales por la instalcin de los transformadores son ms de 2billones de dlares.

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EFICIENCIA DELSISTEMA

COORDINACIN DERELS


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Las instalaciones elctricas en un oleoducto pueden incrementar sueficiencia de varias formas. Un motor que opere a menos de su cargaplena estar funcionando ineficientemente. Los motores deben serseleccionados por los ingenieros de diseo de tal manera que, losmismos sean del tamao correcto para la tarea a realizar y nosobredimensionados. Los motores de energa eficiente son mseficientes que los motores regulares. Todos estos factores sonconsiderados cuando se construye el sistema de potencia y eloleoducto.

Los factores de potencia deben ser considerados al disear y aloperar el oleoducto. La empresa de servicio elctrico cobrar una

penalizacin si el factor de potencia es muy bajo. Un factor depotencia bajo significa que las prdidas se han incrementado en suslneas de transmisin. Si los motores estn sobredimensionados paralas tareas, operarn a bajo factor de potencia. Los capacitores decorreccin se pueden utilizar para reducir el factor de potenciacuando sea necesario. Los motores de tiempo se operan a cargas msbajas que las nominales, y el factor de potencia es bajo.

Otras consideraciones son los picos mensuales. Grandes operacionesindustriales pagan por la cantidad de energa consumida y por lacapacidad que sea requerida. Si la potencia pico utilizada encualquier mes est por encima de un cierto lmite, entonces el pago

por capacidad aumentar para un perodo de tiempo de hasta un ao.Esto puede costarle a la compaa que opera el oleoducto grandescantidades de dinero. Por lo tanto se evitara el uso frecuente deenerga a tasa pico.

Los operadores poseen grandes destrezas para afectar la eficiencia dela operacin, mediante la seleccin de la bomba a ser operada encualquier momento. Los operadores pueden controlar elestrangulamiento, la rapidez de la bomba (donde se utilizan VFD) yla seleccin de las unidades a poner en marcha. En cualquierestacin, podran existir diferentes tipos de configuraciones debombas, las cuales suministrarn la misma carga y tasa de flujo. Si el

operador es capaz de seleccionar la configuracin de la bomba mseficiente, los costos de electricidad disminuirn considerablemete.Los costos de electricidad tambin pueden ser reducidos si el factorde potencia se mantiene alto y los picos mensuales se mantienenbajos.



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SECCIN 1 - POTENCIA ELCTRICA, SU GENERACIN,TRANSMISIN Y USOS Las plantas trmicas generadoras utilizan el calor de la

combustin del carbn el calor del gas natural de un reactornuclear para calentar agua y el vapor de alta presin resultante seutiliza para hacer girar una turbina.

Las plantas hidroelctricas generadoras utilizan la energa delmovimiento del agua para hacer girar una turbina.

En las estaciones hidroelctricas y trmicas de generacin, laturbina gira el rotor de un generador. El generador convierte estaenerga mecnica a energia elctrica.

Los transformadores elevadores se utilizan para incrementar elvoltaje, los cuales a su vez reducen la corriente y las prdidas deenerga en las lneas de transmisin.

Las lneas de transmisin de alta tensin transportan la electri-cidad desde la estacin generadora hasta las proximidades delusuario.

En las subestaciones los transformadores reductores disminuyenel voltaje a niveles intermedios.

Los equipos elctricos del sistemas de proteccin y control seencuentran ubicados en las salas de equipos de distribucin de las

estaciones de bombas. Los oleoductos utilizan grandes cantidades de electricidad con el

propsito de desplazar productos de un lugar a otro.

Los motores convierten la energa elctrica a energa mecnica yson utilizados para impulsar las bombas en el oleoducto.

SECCIN 2 - TIPOS DE CARGA El resistor es un equipo que impide el flujo de electricidad y se

comporta de la misma manera indiferentemente de la frecuenciade la corriente que pasa a travs de l.

El capacitor es un equipo construdo con dos placas paralelas,separadas por un aislador. El mismo es capaz de almacenar carga.

La corriente CD no puede pasar a travs de un capacitor porperodos prolongados de tiempo, pero la corriente CA si puede.


RESUMEN


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El inductor es un equipo construdo con una bobina de alambre.Es capaz de almacenar energa en un campo magntico.

El inductor impide cualquier cambio en corriente. El mismoafecta poco a la corriente CD pero impide el flujo de la corrienteCA

La reactancia es la oposicin del flujo a la corriente alterna

En un circuito reactivo, el voltaje y la corriente no estn en fase.Los picos de voltaje no ocurren al mismo tiempo que los picos decorriente. La cantidad que la corriente y el voltaje estan fuera defase se llama ngulo de fase.

Si el voltaje y la corriente no estn en fase, no toda la corrientees capaz de producir potencia real, la cual es energa til en laforma de trabajo calor. La corriente que no produce potenciareal produce potencia reactiva.

En un circuito CA no reactivo, la potencia real se calculamediante la multiplicacin de la corriente rms por el voltaje rms.En un circuito reactivo, sin embargo, esta multiplicacinproducir la potencia aparente.

La potencia real, reactiva y aparente se relacionan mediante eltringulo de potencia. El ngulo entre los vectores de potenciareal y aparente se llama ngulo de factor de potencia. El coseno

de este ngulo es el factor de potencia y siempre esta entre 0 y 1. Si un circuito tiene componentes inductivos, en consecuencia

tendr bajo factor de potencia.

SECCIN 3 - SISTEMA DE CONTROL, PROTECCINY EFICIENCIA

Se debe mantener cuidadosamente el voltaje y la frecuencia aniveles constantes a travs de todo el sistema de potenciaelctrica. Esto es responsabilidad de la empresa de servicioelctrico.

La utilizacin de los accionadores variables de frecuencia es unmtodo de control que las compaas que operan el oleoductotienen sobre el suministro de electricidad hacia sus bombas.

El voltaje es constante en cualquier punto en el sistema desuministro de energa elctrica, pero depende de la carga. Si lacorriente excede los lmites seguros, sobrecalentamiento deequipos y posiblemente daos ocurrirn.


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El cortocircuito es una falla que resultar en corrrientes muyaltas.

Los interruptores y otros equipos controlados por relsprevendrn a los circuitos de sobrecargas y fallas, tales como,corto circuitos. Ellos se dispararn si la corriente excede loslmites seguros.

Los retardos en los interruptores aseguran que el interruptor mascercano a la falla ser el primero en interrumpir en caso de unafalla sobrecarga. Solamente si el mismo falla en disparardurante un cierto parodo de tiempo, entonces el prximointerruptor en la lnea accionar.

Enormes cantidades de energa se ahorran mediante latransportacin de la electricidad en alta tensin. Esto es porque serequiere menos corriente para transportar la misma cantidad deelectricidad y menos corriente significa menos prdida deenerga.

Los costos de energa pueden ser reducidos si el factor depotencia se mantiene alto.

Los capacitores correctores de factor de potencia se utilizan paragarantizar la eficiencia y la performance. A menor factor depotencia, mayor corriente se requiere para cualquier carga. (Lacorriente se desperdicia).

Los operadores de oleoducto tienen flexibilidad en la formacomo ellos seleccionan sus bombas y controlan la carga medianteestrangulacin o el uso de accionadores variables de frecuencia(VFDs). Ellos siempre deben tratar de encontrar la utilizacinms eficiente de la energa, porque an incrementos pequeos deporcentajes en la eficiencia pueden ahorrar grandes cantidades deenerga y de dinero.

Los picos de energa deben ser evitados, debido a que la empresade servicio elctrico cobran por la capacidad instalada; as comotambin, por el uso de la potencia actual. Los picos de energa

pueden aumentar la porcin de la capacidad instalada en lasfacturas de energa.



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accionador de frecuencia variableequipo que ajusta la velocidad de un motor elctrico al ajustar lafrecuencia de corriente alterna (CA) usada por el motor. (p.32)

ngulo de fase

cantidad en la cual el voltaje y la corriente se encuentran fuera defase.

ngulo del factor de potencia

ngulo trazado entre el vector de potencia real y el vector de potenciaaparente.

capacitor

son dos placas conductoras, separadas por un aislador, capaces dealmacenar carga. (p.17)

capacitores para corregir factor de potencia

equipos utilizados para reducir el factor de potencia eliminando unaparte de la carga inductiva. (p.26)

factor de potencia

relacin existente entre la potencia real y la potencia aparente. (p.24)

generador

equipo que convierte energa mecnica a energa elctrica en la formade un eje rotatorio. (p.5)

inductor

bobina de alambre capaz de almacenar energa en la forma de uncampo elctrico. (p.18)

interruptor automtico

es un interruptor conectador desconectador que monitorea la cantidadde corriente fluyendo a travs de un circuito elctrico. Cuandodemasiada corriente fluye a travs del circuito, el interruptor lodesconecta automticamente. (p.36)

motor

mquina que convierte energa elctrica a energa mecnica, en la

forma de un eje rotatorio.potencia aparente

es la combinacin de potencia real y reactiva. (p.23)

GLOSARIO


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potencia reactivapotencia producida por una corriente que no produce trabajo real.(p.23)

potencia real

potencia resultante de un circuito en la forma de energa o trabajo.(p.21)

reactancia

resistencia al flujo de una corriente alterna en un circuito o en unelemento del circuito. (p.20)

rel

utilizado para monitorear circuitos, accionar interruptores y otrosequipos protectores cuando los parmetros de operacin exceden unvalor prefijado. (p.36)

resistor

pieza de material de mayor resistencia colocado sobre un alambrepara impedir el flujo de electrones. (p.17)

sala de los equipos de distribucin (switchgear)

sala donde se encuentran los interruptores y otros equipos demaniobras utilizados para controlar el flujo de electricidad a losmotores de las bombas

subestacines una instalacin elctrica que consiste de transformadoresreductores y equipos de control y proteccin. La electricidad sedistribuye desde la subestacin hasta los usuarios o hasta otrassubestaciones. Las subestaciones pueden ser de transmisin, dedistribucin o industriales.

subestaciones de distribucin

aqullas que distribuyen electricidad a hogares y comercios.

subestaciones industriales.

son aqullas que distribuyen capacidad a usuarios tales comoestaciones de bombeo para la tubera.

transformador

equipo utilizado para aumentar y disminuir el voltaje de unsuministro de electricidad. Los transformadores que aumentan elvoltaje son transformadores elevadores y los que disminuyen elvoltaje son transformadores reductores



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transformadores reductorescuando la electricidad llega a la proximidad de un usuario final, esreducida en voltaje a un nivel ms manejable. (p.9)

tringulo de potencia

representacin grfica de potencia real, reactiva y aparente. (p.24)

vector

cantidad que tiene magnitud y direccin.

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REPASO 1 REPASO 2 REPASO 31. a 1. b 1. b

2. c 2. b 2. a

3. a 3. c 3. c

4. b 4. a 4. d

5. d 5. a

6. b

7. a

8. b

9. a

10. b


RESPUESTAS

Sistema de Potencia Electrica Industrial

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